篇一 :用模拟法测绘静电场实验报告!!

用<模拟法测绘静电场>实验报告

【实验目的】

1.懂得模拟实 验法的适用条件。

2.对于给定的电极,能用模拟法求出其电场分布。

3.加深对电场强度和电势概念的理解

【实验仪器】

双层静电场测试仪、模拟装置(同轴电缆和电子枪聚焦电极)。

[实验原理]

【实验原理】

1、静电场的描述

    电场强度E是一个矢量。因此,在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况,因为电位是标量。我们可以先测得等位面,再根据电力线与等位面处处正交的特点,作出电力线,整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了。有了电位U值的分布,由

                                                             

便可求出E的大小和方向,整个电场就算确定了。

2、实验中的困难

实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位,是不可能的,因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转,而静电场是无电流的。再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻,若在静电场中引入电表,势必使电场发生严重畸变;同时,电表或其它探测器置于电场中,要引起静电感应,使原场源电荷的分布发生变化。人们在实践中发现,有些测量在实际情况下难于进行时,可以通过一定的方法,模拟实际情况而进行测量,这种方法称为“模拟法”。

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篇二 :大学物理实验报告--用模拟法测绘静电场

大学物理实验报告——用模拟法测绘静电场

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篇三 :模拟法测绘静电场实验报告4

模拟法测静电场 (szy物理学创新实验班41306187)

模拟法测绘静电场实验报告

【摘要】

随着静电应用、静电防护和静电现象研究的日益深入,常需要确定带电体周围的电场分布情况.用计算方法求解静电场的分布一般比较复杂和困难,一般很难写出他们在空间的数学表达式,而且,直接测量静电场需要复杂的设备,对测量技术的要求也高,因此,通常采用实验方法------模拟法来研究和测量静电场. 即用稳恒电流场模拟静电场进行测量,通过本实验希望学习用模拟方法来测绘具有相同数学形式的物理场,加深对各物理场概念的理解并复习最小二乘法处理实验数据的方法。

【关键字】

模拟法 最小二乘法 静电场 Mathematica

【引言】

电场强度和电位是描述静电场的两个主要的物理量,为了形象地描述电场中场强和电位的分布情况,人们人为地用电力线和等势面来进行描述。但任一带电体在空间形成的静电场的分布,即电场强度和电位的分布情况很难测量,通常采用实验方法来研究。本实验采用模拟法测量,希望较准确模拟静电场分布情况。

【正文】

1实验原理:同轴圆柱面的电场、电势分布

模拟法测绘静电场实验报告4

模拟法测绘静电场实验报告4

图1、同轴圆柱面的静电场分布

图2、稳恒电流的电场分布

模拟法测静电场 (szy物理学创新实验班41306187)

(1)静电场:根据理论计算,A、B两电极间半径为r处的电场Ra

电势为:V?VARlnb

aln

(2)稳恒电流场:在电极A、B间用均匀的不良导体连接或填充时,接上电源后,不良导体中就产生了从电极A均匀辐射状地流向电极B的电流。半径为rRb

的圆柱面的电势为:V?VAlnb

aln

稳恒电流场与静电场的电势分布的数学表达式是相同的。由于稳恒电流场和静电场具有这种等效性,因此要测绘静电场的分布,只要测绘相应的稳恒电流场的分布就行了。

2实验内容与步骤:

定性研究无限长同轴圆柱间的电势分布。

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篇四 :用模拟法测绘静电场的实验报告

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篇五 :实验报告静电场的描绘

             电子信息与机电工程学院  普通物理实验  课实验报告

                物理(1)    B2  组   实验日期 

           姓名:     学号      老师评定                          

 

              实验题目:     静电场的描绘 

实验目的:

1、学习用模拟法研究静电场。

2、描绘二种场结构的等位线。

仪器和用具:静电场模拟迹仪(一套)

实验原理

带电体的周围存在静电场,场的分布是由电荷的分布。带电体的几何形状及周围介质所决定的。由于带电体的形状复杂,大多数情况求不出电场分布的解析解,因此只能靠数值解法求出或用实验方法测出电场分布。直接用电压表法去测量静电场的电位分布往往是困难的,因为静电场中没有电流,磁电式电表不会偏转;另外由于与仪器相接的探测头本身总是导体或电介质,若将其放入静电场中,探测头上会产生感应电荷或束缚电荷。由于这些电荷又产生电场,与被测静电场迭加起来,使被测电场产生显著的畸变。因此,实验时一般采用间接的测量方法(即模拟法)来解决。

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篇六 :静电场绘测实验报告

用电流场模拟静电场

一、实验目的

1. 学习用模拟法测绘静电场的原理和方法。

2. 加深对电场强度和电位概念的理解。

  3.能在坐标纸上准确描绘同轴电缆的静电场分布。

  4.理解并掌握“模拟法”间接测绘静电场的理论依据。

二、实验原理

静电场和稳恒电流场虽是两个截然不同的电场,但可以用稳恒电流场中的电位分布来模拟静电场的电位分布。对于均匀带电的长直同轴柱面的静电场可以用圆片形金属电极A和圆环金属电极 B所形成的电流场来描绘。

              

图1同轴电缆的静电场                          图2同轴电缆的电流场

下面比较两种场半径为r处的电势的表达式:

1.   静电场

  

 

设内圆柱与同轴柱面间的电势为,则

                

                           (1)

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篇七 :静电场的模拟与描绘实验报告

用模拟法测绘静电场实验报告

【实验目的】

1.懂得模拟实验法的适用条件。

2.对于给定的电极,能用模拟法求出其电场分布。

3.加深对电场强度和电势概念的理解

【实验仪器】

双层静电场测试仪、模拟装置(同轴电缆和电子枪聚焦电极)、JDY型静电场描绘电源。

[实验原理]

【实验原理】

1、静电场的描述

    电场强度E是一个矢量。因此,在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况,因为电位是标量。我们可以先测得等位面,再根据电力线与等位面处处正交的特点,作出电力线,整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了。有了电位U值的分布,由

                                                             

便可求出E的大小和方向,整个电场就算确定了。

2、实验中的困难

实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位,是不可能的,因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转,而静电场是无电流的。再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻,若在静电场中引入电表,势必使电场发生严重畸变;同时,电表或其它探测器置于电场中,要引起静电感应,使原场源电荷的分布发生变化。人们在实践中发现,有些测量在实际情况下难于进行时,可以通过一定的方法,模拟实际情况而进行测量,这种方法称为“模拟法”。

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篇八 :静电场描绘实验报告

班 级____ _____   组 别_____________

姓 名_ __   学 号_____

日 期__ __   指导教师___ __

【实验题目】    静电场的描绘____

【实验目的】

1.  了解静电场模拟的依据;

2.  学会用模拟法描绘静电场;

3.  测绘静电场的等位线、电力线。

【实验仪器】

HLD-DZ-IV型静电场描绘仪(包括双层电极架、同步探针、稳压电源和数字电压表),2张16开毫米坐标纸。

【实验原理】

电场强度是矢量,而电位分布是标量,在测量上要简便些,

1

1而且比较以上两个方程式可知, 两个场的物理量所遵从的物理规律具有相同的数学式。静电场中导体表面为等位面,而电流场中电极通常由良导体制成,同一电极上各点电位相等,所以两个场用电位表示的边界条件也相同,则两个场的解也相同(可能相差一个常数)。因而可以用稳恒电流场来模拟静电场,通过测量稳恒电流场的电位分布来求得所模拟静电场分布。这种利用几何形状和物理规律在形式上相似的,把不便于直接测量的量在相似条件下间接实现。

【实验内容】


1
1将复写纸和坐标纸放置在上层支架板上,并用橡皮磁条压紧。
(1)按图6.5连接电路,并使探针头置于导电微晶上。
图6.5  电场描绘电路图
(2)开启电源开关,将内外选择开关扳向“内侧”,旋转“电压调节”旋钮使电压表指示为8V或一适当的电压值。
(3)将选择开关扳向“外侧”,寻找等位点。平移同步探针底座使电压表读数分别为1.00V、2.00V、3.00V、4.00V、5.00V、6.00V、7.00V时,轻轻按下上探针在坐标纸上打出一个点。每条等位线至少要测5个以上的等位点,且均匀分布在不同方位上。
(4)取下坐标纸,由一组等位点找出圆心依次画出各等位线,并标明每一条等位线的电位值;画出电力线。
(5)以1为横坐标,Ur为纵坐标,绘出Ur1曲线,看是否为直线,以验证实验的正确性。

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